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1、循环伏安法在电化学领域的应用发展XXXXXXXXXXXXXXXXXX 摘要: 本文介绍了的主要特点和基本特征,并阐述了其在电化学领域的一些应用和发展。并对相关内容作出了评述。关键词:循环伏安法,电化学,快速扫描,Cyclic voltammetric method in the field of electrochemical applications development ZouHengJin HuNanGongChengXueYuan YingHua1102 Abstract: This article describes the main features and characteri
2、stics, and describes its application and development in the field of electrochemistry. And review of related content. Key words: Cyclic voltammetry, Electrochemica。1. 循环伏安法的概念及原理1.1循环伏安法的概念循环伏安法 (Cyclic Voltammetry)一种常用的电化学研究方法。该法控制电极电势以不同的速率, 随时间以三角波形一次或多次反复扫描,电势范围是使电极上能交替发生不同的还原和氧化反应,并记录电流-电势曲线。根据
3、曲线形状可以判断电极反应的可逆程度, 中间体、相界吸附或新相形成的可能性,以及偶联化学反应的性质等。 常用来测量电极反应参数, 判断其控制步骤和反应机理,并观察整个电势扫描范围内可发生哪些反应,及其性质如何。 对于一个新的电化学体系,首选的研究方法往往就是循环伏安法,可称之为“ 电化学的谱图 ” 。本法除了使用汞电极外, 还可以用铂、金、玻璃碳、碳纤维微电极以及化学修饰电极等。1.2 循环伏安法的原理如以等腰三角形的脉冲电压加在工作电极上,得到的电流电压曲线包括两个分支,如果前半部分电位向阴极方向扫描,电活性物质在电极上还原, 产生还原波,那么后半部分电位向阳极方向扫描时,还原产物又会重新在电
4、极上氧化,产生氧化波。 因此一次三角波扫描, 完成一个还原和氧化过程的循环,故该法称为循环伏安法,其电流 电压曲线称为循环伏安图。如果电活性物质可逆性差,则氧化波与还原波的高度就不同, 对称性也较差。 循环伏安法中电压扫描速度可从每秒钟数毫伏到 1 伏。工作电极可用悬汞电极,或铂、玻碳、石墨等固体电极。2. 循环伏安法的在电化学领域的应用2.1 循环伏安法制备聚苯胺活性炭超级电容器膜电极配制浓度为 0.2 mol/L苯胺和 0.5 mol/L硫酸的混合液,柔性石墨纸(工作面积为2 cm 2 cm)依次用乙醇与去离子水超声振荡1h,以除去表面的有机物,称量,干燥备用。以处理过的柔性石墨纸为工作电
5、极,光谱石墨片(工作面积为 2 cm 2 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 3 页 - - - - - - - - - cm)为辅助电极, 饱和甘汞电极 (SCE)为参比电极, 控制不同的扫描圈数, 电化学循环伏安法合成 PANI ,聚合过程电位范围为 -0.20.85 V,扫描速率为 5 mV /S 。聚合完成后,电极极片用去离子水反复冲洗, 以除去表面未反应的苯胺单体, 60下真空干燥 12 h,称量,从而得出 PANI的质量,备用。同样的合成方法,在0
6、2 mol/L苯胺和 0.5 mol/L 硫酸中,加入质量分数为 l的活性炭,在黑暗环境中超声1h,使活性炭均匀分散在混合液中,循环伏安法制备得到PANI。此外,将工作电极极片裁成 CR2025纽扣电池尺寸大小,制成纽扣电极进行两电极体系的电能测试。2.2 循环伏安法测定三黄片中黄芩苷的含量此法测定中应用的是定量分析方法,在PH=3.5的HCL柠檬酸缓冲溶液中,当黄芩苷在 1.0 mol/L的硝酸修饰玻璃电极表面。电位扫速为150mv/s时,该修饰电极在伏安图上能出现一灵敏的氧化峰。 利用该峰可以进行黄芩苷检测。 实验中,将玻碳电极用氧化铝粉末与水的混合物抛光,直至电极表面用水淋洗后形成一凝结
7、水珠,即抛光至电极表面为疏水性质。用干净滤纸吸取水珠。 取含量一定的黄芩苷标准溶液,加入 PH=3.5的HCL-柠檬酸钠缓冲溶液的电解池内,采用三电极系统,在-0.200.50V范围内进行循环伏安扫描, 记录黄芩苷的峰电流。 根据峰电流与浓度的正比例光系对黄芩苷进行定量测定。2.3 循环伏安法测定润滑油总碱值应用循环伏安法测定润滑油总碱值时, 首先必须将非电化学活性物质转化为电化学活性物质。这里将油样与一定量过量的酸混合, 使酸与油样中的碱性物质发生反应 , 剩余的酸与加入的 CuO发生化学反应 , 然后用循环伏安法测定混合液中的Cu2+离子的含量 , 从而间接求得油样的总碱值。, 通过化学转
8、换将润滑油中的碱性物质 ( 电化学技术不可测量 ) 转换为铜离子 (电化学可测量 ) 来完成润滑油总碱值的测定是可行的, 并可以满足测定时对于可行性、重复性和准确性的要求, 还具有自动化程度高、 操作简单、测定时间短等优点 , 适合进行现场润滑油测定。3. 对循环伏安法的相关评述它不仅能提供氧化还原过程的热力学参数更重要的还在于其可直接洞察各种电化学反应的动力学信息。 鉴于伏安波形曲线的特征形状及其在电位 I 度上明确的位置,实已成为氧化还原体系各自的电化学性质的印证。因此分析化学工作者有充分理由将该法誉之为“电化学光谱”。参考文献:1 吕荣山 . 速循环伏安法及其近期发展. 杭州大学化学系,
9、杭州310028.1998 (3) :359-365. 2 崔书亚,黄铱冷 .循环伏安法测定三黄片中黄等普的含量. 绵阳师范学院化学与化学工程学院 , 四川绵阳仪 6210000.2008.11 3 代红蕾,田艳红,张学军,张莎,马小丰 .循环伏安法制备聚苯胺活性炭超级 .北京化工大学有机无机复合材料国家重点实验室,北京10002.2012年10月第3卷4 何为,唐先忠,王守绪,王磊. 线性扫描伏安法与循环伏安法实验技术. 电子科技大学微电子与固体电子学院,成都 610054.2005年10月名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -
10、- - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 3 页 - - - - - - - - - 5 史永刚马彦李子存王德岩冯新泸 . 润滑油总碱值的循环伏安法测定技术 . 重庆后勤工程学院油品测试评定中心.2004 6 王大伟,赵宁,杨斌 . 循环伏安法验证有机碘试剂氧化下偶联反应的机理. 西南林业大学生命科学学院云南 昆明2012.14期第39卷. 7 于雪云 . 简述循环伏安法实验技术的应用. 即墨市第二中学,山东即墨266214.2012.7 月.28 卷名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 3 页 - - - - - - - - -